用于CO制造技术

本发明专利技术提供一种用于CO

【技术实现步骤摘要】
用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料
本专利技术属于二氧化碳捕集
，涉及一种吸附法捕集气源中的二氧化碳的方法，实现二氧化碳的高容量、低能耗、可循环的捕集。
技术介绍
二氧化碳的过量排放给全球气候环境造成了严重的负面影响。二氧化碳的排放控制直接关系着工业生产、气候、人类健康和能源利居等方面，因此对二氧化碳捕集技术的研究显得尤为重要和迫切。CO2的捕集技术包括溶剂吸收法、吸附法、低温分离法、膜分离法等。吸附法捕集分离CO2能耗低、投资和捕集运行成本低等优势，被认为是一个很有前景的CO2捕集技术。一种良好的吸附剂是CO2捕集分离的关键，应该具备的优点有：吸附容量大、良好的选择性、再生性能好、吸附速率快、具有良好的热稳定性和机械强度等。由于普通吸附剂（活性炭及其他多孔碳基、硅基材料）对其吸附量和选择性都较差，而且吸附剂在捕集CO2过程中易随气流流失造成吸附剂损耗。磁性材料作为载体的吸附材料由于具有磁性，极易实现吸附材料的回收，能够优先避免吸附剂流失的问题。离子液体是由特定的有机阳离子和有机或无机阴离子组成的在室温或近室温下呈液态的熔盐体系，具有稳定性好、挥发性低、二氧化碳溶解能力强、可设计性等优点，在二氧化碳捕集方面具有很大的应用潜力。但是由于目前离子液体价格高，粘度大，阻碍了离子液体的大规模应用。因此，将离子液体负载与载体上用于CO2吸附，兼具吸收和吸附的优势，成为解决目前离子液体规模化应用的途径。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料，为含有胺基的离子液体负载于纳米磁性材料载体表面的复合材料。一般地，本专利技术所述的用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料，负载的离子液体含量为20wt%-90wt%，优选负载的离子液体含量为40wt%-70wt%；纳米磁性材料为Fe3O4-SiO2。本专利技术还提供出了用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：FeCl3.6H2O与FeCl2.4H2O在氮气保护条件下加入到[Bmim]Cl中，搅拌充分混合，后逐步向体系滴加浓氨水反应，氨水与溶液层中的反应物反应生成Fe3O4，Fe3O4经洗涤，磁分离，干燥，得到粉末状Fe3O4颗粒；步骤2：将表面活性剂在室温下溶解于盐酸，溶液pH1-5，将均三甲苯及氟化铵加入其中并将混合物在搅拌条件下加热至37-38℃，维持30min以上，将粉末状Fe3O4颗粒及硅源化合物加入其中并加热至100-120℃维持20-22h，将混合物降温至室温，磁分离得到固体产物，洗涤，磁分离，干燥并在400-450℃煅烧8小时以上；步骤3：将离子液体溶解于乙醇中，将步骤2得到的载体分散于离子液体的乙醇溶液中，并于20~50℃搅拌8~10小时，洗涤，磁分离，干燥，得到粉末状颗粒，除去乙醇后在50~60℃干燥得到磁性离子液体复合吸附材料。优选地，步骤1：FeCl3.6H2O与FeCl2.4H2O在氮气保护条件下加入到[Bmim]Cl中，机械搅拌充分混合，待温度稳定在70℃后逐步向体系滴加浓氨水反应30min，氨水作为沉淀剂与溶液层中的反应物反应生成Fe3O4，Fe3O4经50%乙醇水溶液以及去离子水洗涤若干次，再经磁分离，真空干燥，得到粉末状颗粒；优选地，步骤2：将表面活性剂在室温下溶解于盐酸，溶液pH1-5，将均三甲苯及氟化铵加入其中并将混合物在搅拌条件下加热至37-38℃，维持30min以上，将Fe3O4颗粒及硅源化合物加入其中并加热至100-120℃维持20-22h，将混合物降温至室温，磁分离得到固体产物，经50%乙醇水溶液以及去离子水洗涤若干次，再经磁分离，并在空气中干燥并在400-450℃煅烧8小时以上；优选地，步骤3：将离子液体溶解于乙醇中，将步骤2得到的载体分散于离子液体的乙醇溶液中，并于20~50℃搅拌8~10小时，50%乙醇水溶液以及去离子水洗涤若干次，再经磁分离，真空干燥，得到粉末状颗粒，加热或抽真空除去乙醇后在50~60℃干燥得到离子液体吸附材料。优选地，所述离子液体的阳离子为有机胺盐阳离子、有机醇胺类阳离子的一种或多种。所述离子液体的阴离子为具有氨基酸结构的阴离子，氨基酸的结构式为H2N-R-COOH(R＝CnH2n，n＝1～5)。所述的表面活性剂可以为非离子表面活性剂pan80、tween系列；阳离子表面活性剂为双（2－乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷三甲胺等；阴离子表面活性剂为十二基硫酸钠等。所述的表面活性剂可以是以上表面活性剂中的一种或多种。所述的硅源化合物为硅酸乙酯、硅酸钠、NaHSi2O5.3H2O中的一种或多种。所述的表面活性剂与均三甲苯质量用量比例为2:1~1:4。所述的硅源化合物与表面活性剂质量用量比例为3:1~1:3。本专利技术所述的用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料，适用CO2分压为5kPa-1MPa的气源。一般地，吸附CO2温度为30-130℃。本专利技术将含有胺基的离子液体负载于纳米磁性材料载体表面形成用于捕集CO2的复合材料，胺基离子液体能够高容量吸附CO2且流失少，纳米材料能够显著提高比表面积和分散度从而提高吸附容量，磁性材料能够利用磁场实现吸附剂的快速高效回收。本专利技术提供的用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料具有高吸附容量，稳定性强、离子液体不流失、能够在较高温度下具有较大的CO2容量、吸附剂能够快速高效回收等优势，因此在二氧化碳捕集领域具有很好的前景。附图说明图1为本专利技术实施例1中复合吸附材料的TEM照片。图2为实施例1中吸附后二氧化碳后的吸附材料通过磁铁回收的示意图。具体实施方式本专利技术用以下实例说明，但本专利技术并不限于下述实施例。在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本专利技术的技术范围内。实施例11.148molFeCl3.6H2O与0.574molFeCl2.4H2O在氮气保护条件下加入到2.296mol[Bmim]Cl中，机械搅拌充分混合。待温度稳定在70℃后逐步向体系滴加浓氨水400ml。Fe3O4经50%乙醇水溶液以及去离子水洗涤若干次，再经磁分离，真空干燥，得到粉末状颗粒。10gpan80在室温下溶解于1.0M盐酸，将50g均三甲苯及100mg氟化铵加入其中并将混合物在搅拌条件下加热至37℃，维持30min。将30g硅酸乙酯和20gFe3O4加入其中并加热至100℃维持20h，将混合物降温至室温，磁分离得到固体产物并在空气中干燥并在400℃煅烧16小时。将一定量四甲基氢氧化铵甘氨酸盐离子液体与载体以质量比1:3分散于乙醇溶液中，并于20℃搅拌16小时。加热或抽真空除去乙醇后在60℃干燥得到离子液体磁性吸附材料。吸附材料微观结构通过投射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于CO

【技术特征摘要】
1.用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料，其特征在于所述磁性离子液体纳米复合吸附材料为含有胺基的离子液体负载于纳米磁性材料载体表面的复合材料。


2.根据权利要求1所述的用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料，其特征在于负载的离子液体含量为20wt%-90wt%，优选负载的离子液体含量为40wt%-70wt%；纳米磁性材料为Fe3O4-SiO2。


3.根据权利要求1或2所述用于CO2捕集的磁性离子液体纳米复合吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：FeCl3.6H2O与FeCl2.4H2O在氮气保护条件下加入到[Bmim]Cl中，搅拌充分混合，后逐步向体系滴加浓氨水反应，氨水与溶液层中的反应物反应生成Fe3O4，Fe3O4经洗涤，磁分离，干燥，得到粉末状Fe3O4颗粒；
步骤2：将表面活性剂在室温下溶解于盐酸，溶液pH1-5，将均三甲苯及氟化铵加入其中并将混合物在搅拌条件下加热至37-38℃，维持30min以上，将粉末状Fe3O4颗粒及硅源化合物加入其中并加热至100-120℃维持20-22h，将混合物降温至室温，磁分离得到固体产物，洗涤，磁分离，干燥并在400-450℃煅烧8小时以上；
步骤3：将离子液体溶解于乙醇中，将步骤2得到的载体分散于离子液体的乙醇溶液中，并于20~50℃搅拌8~10小时，洗涤，磁分离，干燥，得到粉末状颗粒，除去乙醇后在50~...

【专利技术属性】
技术研发人员：江洋洋，陈曦，黄钟斌，孔京，汪东，
申请(专利权)人：中石化南京化工研究院有限公司，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32